Экспериментально реализовали квантовые блуждания нейтральных атомов стронция-88

N+1Наука

Квантовые блуждания атомов помогли искать с оракулом

Марат Хамадеев

Aaron W. Young et al. / Science, 2022

Американские физики экспериментально реализовали квантовые блуждания нейтральных атомов стронция-88 в ячейках двумерной оптической решетки. Распределение и расширение атомной волновой функции в их работе оказалось в хорошем согласии с простой моделью вплоть до области в сотню узлов. Ученые также продемонстрировали, как блуждания можно использовать для реализации квантового алгоритма поиска с оракулом. Исследование опубликовано в Science.

Случайными блужданиями называют математическую модель процесса, в котором точка в некотором пространстве совершает последовательность случайных шагов. Пространство может иметь любую природу, а сама модель максимально универсальна, из-за чего она находит применение во множестве различных сфер. С ее помощью ученые описывают броуновское движение молекул, перемещение животных, появления новых научных идей, шансы на победу в спортивных состязаниях и даже смену светлых и темных полос в жизни человека. Мощь этого метода была отмечена вручением Абелевской премии в 2020.

Как и многие другие классические модели и игры, случайные блуждания подверглись квантовому обобщению. Квантовые блуждания отличаются способностью частицы находиться в суперпозиции состояний, соответствующих шагам в различных направлениях. Это приводит к необычным эффектам, например, квантовой интерференции и обратимой унитарной эволюции. Случайность включает в себя стохастические эффекты, приводящие к потере когерентности и даже коллапсу волновой функции.

Такие свойства модели делают ее подходящей для квантовых вычислений и квантовых симуляций. Квантовые блуждания наиболее всего подходят к перемещению холодных электронов в кристаллической решетке, описываемых моделью Хаббарда. Для того, чтобы симуляция их динамики с помощью блужданий приносила ощутимую пользу, число узлов решетки должно быть велико. Масштабирование различных физических платформ (фотоны, ядерные спины, ионы и многое другое), подходящих для этого, так или иначе, сталкивается с проблемой шумов, которые нарушают когерентность.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

NASA испытало прототип робота для поиска жизни в океане Европы NASA испытало прототип робота для поиска жизни в океане Европы

NASA испытало прототип робота для поиска жизни в океане Европы

N+1
В арктических водах поймали рыбу с настоящим В арктических водах поймали рыбу с настоящим

Арктическая рыба с телом, очень устойчивым к низким температурам

ТехИнсайдер
В Хорватии нашли захоронение «вампира» В Хорватии нашли захоронение «вампира»

Чем отличаются девиантные захоронения «вампиров»?

N+1

У Веры было много талантов, один из них — это умение дружить

Караван историй
Хюэ 1968 Хюэ 1968

Поворотный момент войны во Вьетнаме

kiozk originals
Что мешает нам любить себя? Что мешает нам любить себя?

Как научиться принимать себя и заботиться о себе?

Psychologies
Китайские химики смоделировали фильтрацию дыма древней лампы-гуся Китайские химики смоделировали фильтрацию дыма древней лампы-гуся

Древняя масляная лампа-гусь могла снижать загрязнение воздуха в помещении

N+1
Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше Шнековая или центробежная соковыжималка: чей сок лучше

Чем отличаются разные соковыжималки по принципу работы?

CHIP
Приступ подагры временно повысил риск инфаркта и инсульта Приступ подагры временно повысил риск инфаркта и инсульта

После приступов подагры временно повышается риск инфаркта миокарда и инсульта

N+1
Можно ли снять фильм на смартфон? Еще как! Вот что нужно знать Можно ли снять фильм на смартфон? Еще как! Вот что нужно знать

В XXI веке снять кино буквально ничего не стоит

ТехИнсайдер
Палеонтологи отыскали останки чудовищного морского хищника, в разы превосходившего современных крокодилов Палеонтологи отыскали останки чудовищного морского хищника, в разы превосходившего современных крокодилов

Как этот древний вымерший зверь правил морем 66 миллионов лет назад

ТехИнсайдер
«Персеверанс» обнаружил в кратере Езеро вулканические породы вместо осадочных «Персеверанс» обнаружил в кратере Езеро вулканические породы вместо осадочных

Озеро в кратере Езеро исчезло слишком быстро

N+1
Сделать код понятным: как Барбара Лисков повлияла на современное программирование Сделать код понятным: как Барбара Лисков повлияла на современное программирование

Барбара Лисков — пионерка развития современных языков программирования

Forbes
Как часто нужно стирать подушки: совет, который мы привыкли игнорировать Как часто нужно стирать подушки: совет, который мы привыкли игнорировать

Как правильно поддерживать гигиену подушек?

ТехИнсайдер
Рушим мифы об эндоскопическом омоложении: убедись во всем на звездных примерах! Рушим мифы об эндоскопическом омоложении: убедись во всем на звездных примерах!

Разберем популярные мифы об эндоскопическом омоложении на звездных примерах

VOICE
Пять золотых Пять золотых

В истории наградной системы особое место занимают золотые офицерские кресты

Дилетант

Иногда мир становится словно картонным...

VOICE
У древних колоссальных динозавров была мягкая У древних колоссальных динозавров была мягкая

Что позволяло огромным зауроподам иметь такой большой вес?

ТехИнсайдер
Анализ 777 древних геномов прояснил происхождение популяций эпохи палеометалла Анализ 777 древних геномов прояснил происхождение популяций эпохи палеометалла

Историю индоевропейских языков можно проследить до ямной культуры

N+1
Суперкомпьютер обработал колоссальный объем данных, чтобы получить фантастическое изображение сверхновой Суперкомпьютер обработал колоссальный объем данных, чтобы получить фантастическое изображение сверхновой

Исследователи обработали серию наблюдений получили невероятный снимок сверхновой

ТехИнсайдер
Легко сказать: 9 простых (на деле — не очень) правил, которые помогут стать здоровее и счастливее Легко сказать: 9 простых (на деле — не очень) правил, которые помогут стать здоровее и счастливее

Советы, которые помогут понять: жизнь лучше, чем кажется

Правила жизни
15 главных фактов о коньяке, без которых его просто стыдно пить 15 главных фактов о коньяке, без которых его просто стыдно пить

12 фактов о самом благородном из алкогольных напитков

Maxim
В 19 лет прославилась, в 20 убита мужем: трагическая судьба звезды Playboy Дороти Страттен В 19 лет прославилась, в 20 убита мужем: трагическая судьба звезды Playboy Дороти Страттен

В свои 20 лет Дороти Страттен имела всё — мужа, популярность, работу мечты

VOICE
Как переживал начало Второй мировой войны ювелирный дом Cartier Как переживал начало Второй мировой войны ювелирный дом Cartier

Отрывок из книги об одном из самых известных ювелирных домов в мире

СНОБ
Треть цинка попала на Землю вместе с метеоритами Треть цинка попала на Землю вместе с метеоритами

Метеориты могут быть источником цинка, ртути, селена на Земле

N+1
Маркировка полезности продуктов помешала производителю ввести европейцев в заблуждение Маркировка полезности продуктов помешала производителю ввести европейцев в заблуждение

Как меняется представление покупателей о вреде или пользе продукта

N+1
Саранский маньяк: история Дмитрия Балакина, который душил женщин их же одеждой Саранский маньяк: история Дмитрия Балакина, который душил женщин их же одеждой

«По характеру я добрый и мягкий», — так описывает себя саранский маньяк

VOICE
Куркумин и антибиотики в кухонном шкафу: что нужно есть, чтобы повышать иммунитет Куркумин и антибиотики в кухонном шкафу: что нужно есть, чтобы повышать иммунитет

Отрывок из книги «Что мы знаем (и не знаем) о еде»

Forbes
Уверенность, гармония и энергия: 3 рецепта счастья для разных поколений россиян Уверенность, гармония и энергия: 3 рецепта счастья для разных поколений россиян

Что же нам необходимо, чтобы отлично себя чувствовать?

Psychologies
Бескровная дуэль, катание на костях и другие забытые виды спорта: отрывок из книги Бескровная дуэль, катание на костях и другие забытые виды спорта: отрывок из книги

Отрывок из книги Эдварда Брука-Хитчинга — о том, как наши предки проводили досуг

СНОБ
Открыть в приложении